プレートスクリーン変調の送信機の 「作り方」
少々冗長で長いですが、超勘所 を何点か講釈します。
真空管で作る というのは、それ自体、大それたことではありますが、作れば大概動きます。それで、動けばそれで万々歳になるわけですが、カンドコロを知って作るのとそうでないのとは大違い。是非、少しだけ考えて作っていただけたらと、若輩者であることを顧みずこのページを準備しました； 勘所の考え方を具体的に示していますので、送信機設計のお供として是非ご参考に。
以下、下から上に、項目[1][2]と、書き足していくことにします。
[2] スクリーングリッドの処理 － 88Dのスクリーンドロッパ抵抗に並列に入っている、謎の 0.01μ！ －2014年6月27日88Dの元々の回路（例えばここ）では、 スクリーンに、0.01のパスコンが２つ入り、[1]にも触れたドロッパ抵抗33Kをへて変調トランスへと行く。 ところでよく見ると、このドロッパ抵抗に0.01がパラに入っている。これはなにか？？
88Dの(ホンモノの)説明書を私は見たことがありませんが、 この本に載っていた88DSの解説記事には、少なくともこのコンデンサのことは 何も触れられていませんでした； 謎のコンデンサ ですhi。 88Dに限らず、この手のコンデンサのことについて書かれた記事を、私はJAでは見たことありません（英語の記事はいくつもあります）。
88Dは、当時のJAでは超有名キットなので、回路説明に、一言でも何か書いてあればその知見は広く普及して皆で共有され、今更謎のコンデンサ などと言う必要もなかったのでしょうが、誰も指摘しなかったのか、疑問に思わなかったのか、、、 これに関連する課題がただ研究されてこなかったのか、、、いずれにしてもあまり一般に知れ渡っていないんじゃぁないかな と思います。
結果的に、明示的に影響が指摘されることもなかった この「謎のコンデンサ」ですが、実は重大な使命を担っている（と小生は思う）のです。
そこで講釈です。
目から鱗の 実験的考察レポート
(1)スクリーンのパスコンとドロッパ抵抗による 「ローパスフィルタ」パスコンは、スクリーングリッドのRFのバイパス が目的であることは当たり前で、88Dオリジナルの、0.01 ✖2 だと7Mに対し1.1Ω； これはこれで十分と思えます。
しかし、副作用があります。ドロッパ抵抗とこのパスコンでCRのローパスフィルタを形成してしまうのです。。。
これが副作用のことはJAではあまり知られていない？ まあどっちでも良いのですが、 このローパスは、変調歪みという観点からは非常に大きい副作用を生みます。 「悪さ」するわけです。88Dの回路でこのLPFのカットオフを少し計算してみると、33K、0.01×2 ですから、 実に241Hzがカットオフとなって、ここで振幅3dBダウン、つまり45度位相が回転してしまうことが分かります。
つまり、こういうLPFがスクリーン回路にだけ入っているわけで、結果的に、スクリーンに 印加される電源（変調信号）の位相が回って（特に高域で）プレートに印加される電源と位相 があわなくなる。つまり、AC的にはプレートスクリーン「同時」変調ではなくなってしまうという課題があります。
上記「実験的考察レポート」の写真6ですが、これはCRの値は違いますが、カットオフ220Hzくらいになって大体88Dと同じですが、実験に使った2kHzではもう90度も位相が回っていることがわかります。まあ、当然と言えば当然
それで、それが「なんぼ」のもんか ですが、
現象的には、高い周波数で（上記の例では大体数百Hz以上）変調率を上げたとき、 変調機出力が歪み、RFの波形もおかしなことになる。 またLPFが効く高域では、当然ながら変調がかかりにくくなる ようなことが起きます。 つまりこの状態では、音声全域が「ダメ」 なわけです。(2)変調機の立場に立った、プレートスクリーン同時変調の基本
講釈の上に講釈を重ねるようになり恐縮ですが、PSg同時変調の基本は、実に「名のごとし」です。
プレート電圧とプレート電流が同時に比例的に変化する状態を作り出し、その比（つまり抵抗）を一定（つまり抵抗が一定）変調機の 負荷とすることで（つまり、変調機の負荷が常に一定ということ）、変調状態（電圧）に依らず心地よく動作する環境を変調機に提供する。
again、このプレート電圧とプレート電流の比は、つまり終段管を抵抗とみなしたときの値で、 イコール、変調機の負荷抵抗ですから、これを変調状態に依らず一定にすることが基本。逆に、変調状態に依らず、プレート電圧とプレート電流の比を一定に するような回路を作ること で、そうすることで変調機に定負荷の快適な動作環境を提供しよう というのが プレートスクリーン同時変調 ともいえるわけです。
(3)スクリーングリッドの働き
それで、そういう（比を一定にする）回路があったとして、その回路はどう動けば良いのか。。。
プレート電圧は変調機出力で強引に振られるとして、プレート電流はどう決まるかがポイントです。プレート電流は、「5極管ではスクリーンの電圧に依存」 して決まります。
よって、少なくとも、
スクリーングリッドの作用によって、プレート電流を、プレート電圧の変化に同期して ゼロからフルまで、「比例的に」 変化させらるようにする必要もあります。 比例的： Epが倍になったらIpも倍にするように でありますから、これらが達成できれば、その結果として変調機は定負荷を得て調子よく動く わけです。
別の言い方をすると、スクリーングリッドの役割は、プレート電圧の増し分に みあっただけ、比例的にプレート電流を増加させること。Epが倍になったらIpも倍に。そのようになるような電圧をスクリーンに加える というのがPSｇ変調のキモ です。
上記、ポチョの、「比例的に」がこの点で、S2001や813では 経験的に何の工夫も要らないようですが、そうならないタマの場合は、所望のDC電圧（直流ESg）で 所望のAC振幅（Ipが比例的に変化する）が得られるようにしなければなりません。 抵抗とコンデンサを組み合わせるとか、Sg用の変調巻き線を別に設けて、DCとACを別々に 調整するとかです。昔の放送用の機械にはそんなことがしてあったとか。。。一方、プレートとスクリーングリッドの電圧の位相が合わなくなるとどうなるか というと、少なくとも、プレート電圧とプレート電流の比が一定でなくなり、 つまり変調電圧に応じて比が動的に変化し、 結局のところ、変調機の負荷抵抗が変調状態（変調電圧）に応じて動的に変化するようになってしまって、 変調機の負荷状態が声の大きさに応じて変化してしまう といったことになります。
上記「実験的考察レポート」の写真5がまさにこの状態と言えます。プレート電圧におかしな段がついたり していますが、これは、負荷抵抗が動的に変化しているためでしょう。 当然、この段の部分に相当する周波数（写真の通り、明らかに帯域外）に不要輻射が生じ、こういう状態では スプラッタが盛大に出るでしょう。
つまり、スクリーンの処理をきちんとやっていない送信機だと、過変調にならなくてもスプラッタする 可能性があるんじゃないでしょうか？ 大電力だと怖いですね！ 3極管ファイナルだといい のですが。なお上記のレポートでは手を出しませんでしたが、プレート電圧、スクリーン電圧に 加え、カソード電圧（＝カソード電流×カソード抵抗）をオシロで見ておけば、 プレート電圧 ÷ カソード電流 を計算することにより、負荷抵抗がどんなことになっているか 動的な解析もできようかと思われます。おもしろいですね。
(4)スクリーングリッドは生き物です
はい、スクリーングリッドは生き物です。おとなしくさせるには、プレート電圧を 常にスクリーン電圧より高くしておくこと。
ここの、P10 実線の方をご覧ください。 このグラフは、スクリーン電圧を一定にして、プレート電圧を横軸にとって 変化させたときのスクリーン電流を縦軸にプロットしています。
問題は、プレート電圧がスクリーン電圧より低くなる領域。スクリーン電流がどっと 増加しているのが分かると思います。つまり、スクリーングリッドは、プレート電圧 の方が電圧が低くなってしまったら、もはやとんでもない振舞いをする。このことは、上の、「目から鱗のレポート」 の写真6にも見て取れます。
つまり、スクリーン電圧よりプレート電圧の方が高いphase①ではスクリーンの 立ち上がりが遅いのに比較し、スクリーン電圧よりプレート電圧が低くなる phase②では、スクリーン電圧の立ち下がりが異様に早い。結果、スクリーン電圧は のこぎり波状に見えます。
これは、phase①では、立ち上がりのCへの充電はLPFを通った形でしか行われないので、 ルール通り、90度位相が遅れるイメージである一方、phase②では大きなスクリーン 電流が流れるため、Cの電荷が素早く放電するというイメージと考えられます。それで、、、
外から強制的に、スクリーングリッド電圧とプレート電圧が同じ位相で変化する ようにしてやる というのは、以上に注意して、スクリーンの電圧を 常にプレート電圧より低く保ち、スクリーングリッドにおかしな振る舞いをさせず、 プレート電圧とプレート電流の比が一定であるようにしよう という目標に向けた 最低限のアプローチ、方策と言えましょう。
(5)つまりは例のコンデンサは、、、
例のコンデンサは、つまりは、スクリーングリッドの電圧の位相をプレート電圧の 位相にあわせこむ、そういう目的のコンデンサです。
このコンデンサの働きは、オシロのプローブの位相補正トリマを思い浮かべていただくとわかりやすいと思います。スクリーンに加える電圧の、全周波数域での、 位相遅れを防止する。結果として、全周波数域でプレートにかける電圧の位相と あわせる。
値も、プローブと同じ要領で決めればよいです。
つまり、DCに対する抵抗の分圧比と、ACに対するコンデンサでの分圧比が同じになるよう 設計する。あるいは虚数分をゼロにする といっても良いでしょうか。例えばパスコン0.01が2個で、ドロッパ抵抗を33Ｋ、スクリーングリッドを16Ｋの抵抗とみなすとすると（これで、プレート供給電圧の約1/3がスクリーンにかかる。88Dだと、Ep 400V弱に対しスクリーン電圧130V等といった勘定になる）、0.01×2個 ×16Ｋ／33Ｋ＝0.01 になります。
これこそ、88Dの33Kに並列に入っているコンデンサ そのものです。
それで、88Dのコンデンサを例に、このコンデンサのことを説明すべくここまで 話をふくらましましたが、以上に述べましたことは、何も88Dに限ったことではない、 自作の機械でも同じです。
低周波発信器をつないで正弦波で変調して、変調波形や電力計の振れ（の増加分） を見ながら周波数を変えてみる。数100Ｈｚなら、綺麗に変調がかかり、変調に応じて電力計も増えるのに、高い周波数（２ＫHzとか３ＫHzとか）にすると波形はガタガタ、メーターも増えない、、、 などという場合は、大概、このローパス問題が起きていると見て間違えないです。
トラペゾイドだと、傾斜部分が２重になったりするかもしれません。結局、この、ドロッパ抵抗に並列にコンデンサを 抱かせる、、、 上記の方法は、ちょっとした工夫でPSｇ変調の根幹に係わるような大きな問題を逃げる、妙手 といえましょうか。
ともかく、軽～く計算してもらって、このコンデンサをひとつつけてみてください。AC的に俄然調子よく動くようになり、波形歪みやローパス的な周波数特性はぐっと軽減される。少なくとも3kHz程度の帯域を云々する限りは無視できるようになり、上で述べた実験で高い周波数にしてもメーターがちゃんと振ってくれ、心地よく感じれることでしょう (もちろん、別に述べるマイナス変調対策はしっかりやってください)。
上記、「目から鱗の 実験的考察レポート」の通りです。88Dは、この点に関しては、スクリーングリッドが16Kとみなせるような元気なS2001を使う限り、うまく動作するだろうと思えます。下記のように、駆動は問題ありと思いますが。
(6)ローパスの悪さから逃げる別の方法
6146など、経験的に実績ある真空管でしたら、一番わかりやすいのは、ドロッパ抵抗を 取り除くこと。例えば変調トランスにスクリーン専用の巻き線を設け、電圧調整した別の電源からスクリーンへ電源供給するようにすればまずはOKです。
しかしこの場合でも、結局変調機の出力インピーダンスとパスコンでローパスになるので要注意。3極管PPなどの構造でしたら良いかもしれません。また、変調機出力にパスコンが並列に入り、変調機から見るとパスコンの容量も負荷になるので、NFBを含めたりすると設計が面倒に なるかもしれません。また、今度はSgの変調について、Sg自体が抵抗が一定と見なせるのか という別の問題も発生してきましょう。。。 6146などではそれが一定とみなせるから、Epからの抵抗ドロップ などという簡単な方法でOKなのだろうと思います。
が、先に述べたDC、AC別々に調整するようなことも容易なので、一度は実験して見たい方法ですね。[1]マイナス変調
"この手"の機械を作ったとき、最もよく遭遇する、うまくない症状は、、、 あ～っとやったとき、プレート電流が減る。電力計のフレも減る。でも、電球ダミーだとちゃんとパカパカする。 ぅん？？？ といったところが一番多いかと思います。これは、云わゆる、マイナス変調です。
先に述べたスクリーングリッドの処理はきちんと出来ているという前提で書いていますので、 そのつもりで見てください。2006年5月31日
（１）被変調管の根性
タマのエミッションは充分でしょうか？ ぼけた中古球ではありませんでしょうか？
プレートスクリーン同時変調では、Ep、ESgとも、変調ピークではキャリヤー状態の倍になります； 正弦波で変調したときの波形を思い浮かべてみてください。そのピーク状態でも、IPをきっちり制御できなければいけません。変調ピークで、Ipがキャリヤ状態の倍流れる状態にまで持っていける、根性のある球でないとダメです。これはぼけた球ではダメ。充分根性のある、新しい球を使ってください。ぼけた球： 「Ipの流れが悪い球」 ではなく、「IPが制御できない球」 です。Ipは、5極管だとスクリーングリッドが弱ると制御されにくくなります（IpはEsgでコントロールされるから）。そういうタマではEsgが倍振ったときにIpを直線的に倍流せるか というとそうでない場合が多く、途中で飽和してしまう。結果、マイナス変調に見えたりすることが多い。。。 という訳です。スクリーングリッド電流を計って、規定値より少ない場合には、その球はダメ というような場合が多いです（マイナス変調という側面から見て）。
Ipはよく流れてパワーも出るし ということではなく、ISgを計ってみて、おかしい（少ない）と思ったら、そういうタマはAM用には使えないと覚悟を決めて廃棄し、まずは、一旦は、新しいタマに差し替えてみてください。
（２）パワー（キャリヤの出力）を欲張っていませんか？
キャリヤー出力をあげるには（ちょっとでもほしいのは人情ですので、皆さん経験されることと思います、、、）、Ep、Esgを上げるか、励振を弱くするか です。励振については次の項に述べます。
電圧をあげる簡単な方法は、Esgのドロップ抵抗を小さくする ことです。そうすると パワーも出ます； これも誰しも経験すると思います。 しかし、これは、パワー優先でやってはいけません。なぜかというとAMだから。
キャリヤ状態の電圧は、その電圧が2倍になる変調ピークでも正しく電流制御が出来る（Ipを2倍流せる）電圧 にとどめておかないといけないからです。6146だと、、、、 SSBのアンプで 6146Bを使う場合、Esgは250Vそこそこですから、DC的にはそこらが最大、とすると、 この半分＋アルファがAMのキャリヤ時のEsgと思います。つまり、130Vとか、せいぜい150Vとかまで。
それ以上にすると、キャリヤ状態での電力は出ますが、倍にしたときIpが直線的に増えなくなってしまって（飽和してしまって）NGです。ので、抵抗は大きめに、電圧は控えめに。
（３）励振について
これが一番大事。
"この手の送信機" は、大体が自己バイアスの回路ですから、出力はドライブの状況に強く依存します。たとえばドライブを必要以上に強くすると、バイアスが深まって出力が減ります。 逆に、グリッド電流1mAくらいまで励振を浅くすると15～6Wも出ます（キャリヤだけですが）。それで、これで変調をかけるわけですが、出力が出るんだからその方が良いか というと、そういうわけでもない。これだと、上記のようなマイナス変調状態になってしまいます。終段C級動作 というのは、要はRFによるスイッチングですから（たとえば、 ここのp22あたりの 記述参照）、ゼロ⇔フルを同じ条件できっちり切り替えられないとだめ。ところがこのように 励振が浅い状態では、変調ピーク時の電圧で見ると（Ep、Esgとも無変調時の倍になる）カットオフ 以下のバイアスがかかっているとは言えなくなって、結局、変調に伴いスイッチングの動作状態が 変わってしまう（プレート電流の中の基本波成分の割合が変化する⇒プレート効率が変化するか）。。。 うまくないだろう と言えそうです。
フル側に着目すると、Ipが飽和するところまで励振することも必要であることも分かります（D級の ように損失少なくスイッチングさせるだけとするとIpを飽和させると一番効率がよい）。 結構強い励振がいると言えるでしょう。
（４）動作点の決定
ということで、十分励振しないといけないわけですが、どのくらい励振すればいいか？ つまり、 動作点をどう決めるか？ ということです。
カットオフは、EsgをμSgで割った値だから（5極管のSgは、3極管のプレートと同じだと見て、 3極管のカットオフ付近の特性で近似するとする。例えば、 ここの式B-1の一番右端の項の意味がここで言っていること）、たとえばTX88Dの6146クラスの タマで、キャリヤ状態のEsg＝130V、6146のμSg＝5程度として、カットオフは－25V～30V位。 変調時にはEsgは倍になるから、変調時にもきっちりC級動作を維持させるためには、バイアスは、この、少なくとも倍以上、まあざっくり３倍もあれば良いと言えそう； つまり、Ig×Rgで80～90Vのバイアスがかかるように励振すればよい と分かります。
私の機械ではRgを33Kにしているから、Igは、大体2.5～3mAも流せば良いだろうと見当がつきます。カソード抵抗のドロップも数ボルトは見込めます。流しすぎるとグリッドがかわいそうなので、 適当な値（適切な値）の抵抗を選びます。オリジナルのTX-88Dでは、Rg＝22Kなので、カソード抵抗のドロップを勘定に入れたとしても、Ig 3～4mAは必要。目見当ですが、Ig 1mAでは致し方ない。。。 ひいき目に見て７ＭまではOKでしょうが、それ以上はどう見ても励振不足と思えます。 22Kではちょっと足らないとも言えそうです（ ⇒JAを代表する製品に関することですから、 その昔色々と議論があったのではないかとも思うのですが、今となっては知るよしもありません。。。）。 これは、上述のように、ドライバ周辺に手を入れれば簡単に改善できます。一方Rgは不用意に大きくしてはいけないことは常識？
（５）マイナス変調ではない、正しいＡＭの判断基準
さてそこで、あー っとやったとき、電流計が増え、電力計も増えるようになったとして、 どこまで増えたら良いのか？ これは、昔からよく言われているように、シングルトーン（口笛でいい）で 変調したとき、平均電力（例えばＳＷＲ計の振れ）がキャリヤ出力の1.5倍になるかどうか を目安にみれば良いのではないかと思います。これが一番現実的で早い、正弦波で正しいAM が得られているかどうか の判断法 とも言えるでしょう。
この計算は、こちらで。 電力計の応答も効きますので こう単純にはいかないですが、いずれにしても、電力計のフレは間違えなく増えます； それが 正しいAMです。
上では教科書的に、普通にオシロに波形を書いて見て頂いていますが、 トラペゾイドを書いてみると一発で判断できます。
（６）やってみること
まあとにかく、送信機を作って、さっそくあ～っとやってみたら、プレート電流が減る。電力計のフレも 減る。でも、電球ダミーだとちゃんとパカパカする。ぅん？？？ という事になったら、まず最初に やってみたらよいのは、スクリーンのドロッパ抵抗を大きくして、ESgを下げること です。 そうすれば少々エミゲンでもひょっとしたら使えるかも。ドライブも同時にOKになるでしょう。
もともと20Kとかを入れているようでしたら、一気に50Kとか70Kとかにすれば良いです。 多くの場合、これだけで電流計やパワー計のフレ方が激変すると思います。でも、そんなことをしたらキャリヤ出力が小さくなってしまうじゃぁないか？？ とおっしゃる向きもあるかもしれない。そう、出ないんです。
あるタマを終段に使ってAMで出せるキャリヤの強さは、同じタマをC級CWで使った最大出力の、ざっくり1/4でしょうか（変調ピークをCW最大の状態とすると、キャリヤ状態では、電圧、電流とも半分 だから）。この辺の解釈は、 こちらもご参考に。要するに、清く正しいAM を得るのはなかなか面倒と言うことです。
でも、それでも何とか絞りだしたいというのが人情。
そうとすると、88Dだとファイナルケージの中の部品配置をもうちょっと 何とかならんか、、、とか頑張ってみて効率を上げるとか、Epを（Epだけを） もうちょっとだけ（100V位か）高めてみるとか。
ま、しかし限界はあるわけで、ちょっと強力な球を 使ってみる方向に行かざるを得ません！ これはやはり、結構面倒です。。。
